王金磊　李勇

【摘要】本文以安徽省國道205馬鞍山市政化改造工程項目一座人行天橋為實橋背景，對該天橋整個設(shè)計全過程進行分析，同時對該人行天橋的應(yīng)力、結(jié)構(gòu)剛度、特征值進行了分析，對以后市政工程中的人行天橋設(shè)計者提供了主動性參考。

【關(guān)鍵詞】人行天橋 鋼箱梁 特征值 結(jié)構(gòu)變形

1 工程概況

該人行天橋位于國道205市政改造工程馬鞍山段K8+826處，該天橋設(shè)置主要是便于客運公司旅客進出車站。因小樁號側(cè)因車站出口阻隔本人行天橋僅在大樁號側(cè)設(shè)置了梯道。

2 設(shè)計標準

2.1 人群荷載：按《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范》（CJJ69-95）規(guī)定取值；

2.2 欄桿推力：單側(cè)欄桿豎向荷載取2.5KN/m；

2.3 天橋橋下凈空：5.2m；

2.4 主橋縱坡：3%；

2.5 橋面全寬：4.5m；

2.6 鋼箱梁高度：1.1m；

2.7 梯道全寬：3.0m；

2.8 剛度：人群荷載產(chǎn)生撓度≤l/600，自振頻率≥3HZ；

2.9 設(shè)計地震烈度：6度。

3 主要材料

3.1 鋼材：Q345D；

3.2 混凝土：

立柱混凝土：強度等級C30；

樁基礎(chǔ)：強度等級C25（水下）；

3.3 鋼筋：HPB235鋼筋、HRB335鋼筋。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計

主梁采用（2x29）m連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)，梁高1.1m；梯道梁采用連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，雙箱單室斷面，梁高0.35m。主橋橋墩基礎(chǔ)采用Φ1.5m鉆孔灌注樁，梯道橋墩基礎(chǔ)采用Φ1.2m鉆孔灌注樁，橋臺處基礎(chǔ)采用擴大基礎(chǔ)。

因單側(cè)設(shè)置梯道，梯道設(shè)置的不對稱導致主梁受不平衡扭矩作用，為了平衡這種不利作用，在鋼箱梁底部采用C20混凝土配重。

本橋為馬鞍山市市政天橋，對景觀設(shè)計要求較高，因此在天橋上增加了天橋走廊的設(shè)計，并采用仿漢代建筑風格，展現(xiàn)出馬鞍山的特色歷史文化，走在天橋上仿佛給人帶入那段歷史的回憶；欄桿采用漢白玉材料并配以“詩仙”李白的詩句，展現(xiàn)出翠螺山麓并有著“長江三大名磯”之首美譽的采石磯的風貌和“詩城”馬鞍山的文化底蘊。

5 結(jié)構(gòu)計算

對上部整體結(jié)構(gòu)進行空間靜力計算及動力特性分析，以獲得結(jié)構(gòu)在各種荷載組合工況下的應(yīng)力、結(jié)構(gòu)變形及結(jié)構(gòu)動力特性的信息。

5.1 材料性能

天橋主梁采用Q345D。Q345D鋼材需滿足如下物理、力學指標：抗拉彈性模量2.1×105MPa；剪切模量0.81×105MPa；軸向容許應(yīng)力200MPa；剪切容許應(yīng)力120MPa；熱脹系數(shù)1.2×10-5/℃；比重78.5kN/m3。

5.2 荷載及其組合

（1）恒載：包括主體結(jié)構(gòu)自重及所有二期荷載。其中：主要結(jié)構(gòu)自重由程序自動計算（結(jié)合選用材料密度及單元截面和長度信息；考慮到橫隔板對重量的影響，主梁截面特性中自重乘以系數(shù)1.15）；單側(cè)人行欄桿自重2.5kN/m。

（2）人群荷載：5.0kN/m2。

（3）雪荷載：按1.0kN/m2。

（4）上部建筑荷載：每根柱豎向力35KN。

（5）荷載組合：分別考慮承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的荷載組合以乘以不同的荷載組合系數(shù)；對于某種極限狀態(tài)的荷載組合，其中組合I包括結(jié)構(gòu)自重、人群活載、雪荷載組合系數(shù)按照承載能力極限狀態(tài)取值；組合II組合系數(shù)按照正常使用極限狀態(tài)取值。

5.3 計算的基本假設(shè)

（1）材料在荷載作用下處于小變形和線彈性階段。

（2）各種荷載對結(jié)構(gòu)的作用符合線形疊加原理的條件。

5.4 結(jié)構(gòu)模型

采用橋梁設(shè)計國際通用結(jié)構(gòu)計算程序MIDAS CIVIL 2010軟件，采用空間梁單元模擬。

5.5 靜力計算結(jié)果及結(jié)論

（1）應(yīng)力結(jié)果

（2）變形結(jié)果

由以下變形計算結(jié)果，在自重荷載下縱梁最大豎向變形0.80cm（下?lián)希?、組合I荷載作用下縱梁最大豎向變形3.403cm（下?lián)希⒔M合II荷載作用下縱梁最大豎向變形7.33cm（下?lián)希?，人群活載撓度滿足規(guī)范有關(guān)要求。

6 結(jié)論

通過對國道205市政化改造工程中一座人行天橋的設(shè)計全過程進行了分析，對不對稱梯道提出了處理措施，并進行景觀設(shè)計；利用有限元軟件對其結(jié)構(gòu)應(yīng)力、剛度及動力特性進行了分析，結(jié)果表明該天橋結(jié)構(gòu)可靠，且剛度及自振頻率均滿足規(guī)范要求，以期為以后市政人行天橋設(shè)計計算提供相關(guān)參考。

參考文獻：

[1]《城市道路設(shè)計規(guī)范》（CJJ37-90）

[2]《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范》（CJJ69-95）

[3]《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（國道B50017-2003）

[4]《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（JTJ025-86）

[6]《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》JTG D60-2004

[7]《公路鋼筋混凝土及預應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》JTG D62-2004